U nekoliko nastavaka o tome kako radi bušilica Marsovog rovera i sa kakvim problimima se sreće
4 MART-SEPTEMBAR 2017: ISTRAŽIVANJE DRUGAČIJIH NAČINA BUŠENJA
'Za nas, Ogunquit je bio prilično veliki doživljaj,' kaže inženjer Lee, glavni stručnjak misije odgovoran za bušenje i prikupljanje uzoraka. 'Naterao nas je da skrenemo naša razmišljanja sa povratka na normalno bušenje na iznalaženje neke druge opcije.' Lee je zahtevao od tima da nastavi sa naporima za povratak na normalno operisanje, ali je počeo da razmišlja o tome kako bi mogao da buši, dobija i uzima uzorke bez funkcionisanja 'drill feeda'. U početku, ideja je izgledala suludo. Ali inženjeri JPL-a ne bi bili to što jesu da nisu makar kreativni. Ali kada je maj zamenio april, 'nije sve izgledalo tako smešno kao što se činilo u početku,' seća se Lee.
BUŠENJE IZVUČENOM BUŠILICOM[1]
Kako bi bušenje uopšte bilo moguće, trebalo je u potpunosti izvući bušilicu, preko nivoa štapića stabilizatora. Bez toga, burgija ne bi mogla da ulazi u tlo. Zato je prva stvar bila kako dovoljno izvući 'drill feed' mehanizam a da burgija izađe preko štapića. 'Problem je bio pipav,' priča Lee. Posle 'Ogunquita', kočnica je bila posebno zaglavljena; uštopovala se posle samo nekoliko okretaja motora. Prošao je maj, pa onda i jun i ušlo se u jul. U julu, Mars je zašao iza Sunca gledano sa Zemlje – geometrija nazvana konjunkcija[2] – koja je zahtevala pauzu u operacijama 'Curiosity'.
Samo deset dana pre konjunkcije, 16. jula 2017 (sol 1757), konstruktorski tim inženjera iz Laboratorije za mlazni pogon iz Pasadene imali su posebno uspešan dan, uspevši da pomeri bušilicu za 60 milimetara, približno polovinu pune ekstenzije. U tome su im pomogle dve akcije: (re)startovanje kočnice više puta, i okretanje bušilice ka nebu tokom aktivnosti. Okrećući je u vis, izgleda da je Marsova gravitacija dodala taman onoliko dodatne sile koliko je bilo potrebno da se pomična pakna kočnica odlepi od fiksne. A onda je čitave tri nedelje, koliko je trajala konjunkcija, 'Curiosity' držao bušilicu okrenutu na gore. Posle konjunkcije, komandovana je ista aktivnost, a bušilica je izašla, bez zastoja, do svoje pune ekstenzije od 110 mm.
Poređenje dva kadra 'Curiosityjeve' bušilice pre i posle solarne konjunkcije, solova 1757 i 1780. Uočljiva je razlika u količini svetlosti na dva snimka; manje izvučena bušilica (sol 1757), snimljena je u 9 sati ujutro, a ova druga (sol 1780) oko 17:30 po lokalnom vremenu. Sola 1757 bušilica je izvučena 60 mm, a sola 1780 potpuno, 110 mm. Rešenje problema se naziralo!
Jasniji snimak potpuno izvučene bušilice:
Inženjeri su 9. avgusta 2017. (sol 1780) uspešno uspeli da izvuku bušilicu do kraja. Bio je to povod za proslavu 5-godišnjice boravka rovera na Marsu – rover je sleteo 6. avgusta 2012.
Izvučena bušilica je konačno omogućavala nastavak radova, ali to nije značilo da će sve funkcionisati kako treba. Dok je tim radio na maksimalnom izvlačenju bušilice, takođe su paralelno radili sa rezervnim roverom na Zemlji trudeći se da razumeju kako bušiti bez funkcionisanja 'drill feeda'. Bilo je jednostavnije koristiti kretnju čitave ruke umesto 'feed' kretanja[3] da bi se burgija pomerala unapred. Jedino što ruka ne bi bila fiksirana na stenu preko stabilizatora – kontakt sa metom bi bio ostvaren samo preko vrha burgije. Hoće li kretanje ruke sa burgijom na vrhu turele rezultirati bušenjem rupa, ili će bušilica samo beskorisno odskakivati po površini kamena? Ako bušenje i bude uspešno, hoće li rupa biti dovoljno prava da se bušilica ne zaglavi?
Probni rover ('testbed rover') na poligonu u Kaliforniji prilikom provere i verifikovanja softvera koji će da osigurava vožnju po Marsu. Tehničar JPL-a pomera kablove koji osiguravaju struju i prenos komandi.
Vrh roverove burgije. Na Marsu se koriste standardne kupovne čelične burgijr Ø~16 mm. Iako su sve bile sterilisane 6 meseci pre lansiranja, zbog neusklađenih procedura pojedinih timova kutije sa burgijama su kontaminirane a nije se imalo vremena za ponovnu zaštitu. Računa se da su na Mars odnele makar 250.000 bakterija, ali je veliki deo bio uništen tokom leta do Marsa.
Prilikom testiranja na Zemlji, bušilica je isprobana na sotinama razlišitih uzoraka kamenja.
Da bi uzorak odabrane stene bio čist, prethodno je površina morala da se očisti rotacionim četkicama (DRT, Dust Removal Tool). Desno je slika prvog okrišćenja četkice 150. sola, odn. 6. januara 2013. MAHLI je načinio sliku sa udaljenosti od ~25 cm, a očišćena površina je 47×62 mm. Čitav mehanizam je težak 925 grama. Slična alatka postoji i na prethodnim roverima i zove se RAT (Rock Abrasion Tool).
Bušotina iz koje su uzimani uzorci sa stene 'Cumberland'. Linija malih rupica gore levo posledica su roverovog lasera ChemCam. Infracrveni laser (francuske proizvodnje) može da gađa kratkim nanosekundnim impulsima sa udaljenosti do 7 metara i da spektroskopski analizira plazmu isparenog uzorka Marsovih stena.
Nasin inženjer Vladimir S. Arutjunov podešava kopiju roverove bušilice na JPL poligonu. Problem je kako kretanje mehanizma za bušenje po samo jednoj osi zameniti kretanjem robotske ruke koja ima 5 stepeni slobode kretanja (po dva u 'ramenu' i 'zglobu šake' i jedan u 'laktu')!
Letošnji snimak napravljen na poligonu 'Mars Yard' u Kaliforniji prikazuje razvoj mogućih alternativnih tehnika koje će omogućiti bilo kakvo bušenje stena. Bez toga, čitava misija bi bila potpuno osakaćena. Za 4 godine, rover je uzeo 15 uzoraka Marsovih stena. Na slici se vidi da je bušilica izbačena maksimalno, van kontakta dva stabilizatora sa stenom.
Novi režim bušenja je nazvan 'Feed-Extended Drilling' (ili FED, među inženjerima opretećenim skraćenicama). Na sreću, zemaljska ispitivanja FED-bušenja tri reprezentativne vrste lokalnih stena, krečnjaka, alevrolita[4] i peščara, pokazala su da bez pomoći stabilizatora burgija neće poskakivati već će ići prilično pravo kroz stene.
Oblik bušotine je predstavljao malo veći problem. Ruka je u stanju da se pomera vrlo glatko, inteligentno kompenzujući rotaciju komponenti kako pritiska stenu, održavajući pomeranje bušilice u skoro pravoj liniji. Ali kao što svako ko je ikad koristio ručni alat zna, čak i rupe ili rezovi koji izgledaju savršeno pravi imaju blage krivine koje izazivaju burgije ili noževi. Bušeći izvučenom bušilicom 'Curiosity' može da napravi naizgled perfektno pravu rupu, ali će se ipak malo iskriviti prilikom izvlačenja burgije.
Ne radi se o tome da li će burgija biti zarobljena u steni; jednostavno, malo je teže izvući je koristeći FED nego prilikom običnog bušenja. Razlog za to je u silama koje deluju na ruku i koje su veće od onih kojima je rover bio izlagan ranije na Marsu. Na Zemlji, na poligonima, inženjeri su uspevali da obave sve operacije bez problema, ali rover na Marsu, u uslovima drugačije gravitacije, potpuno je drugačija mašina, pa su inženjeri jedino mogli da sede i razmišljaju šta bi moglo da krene po zlu. Najgori scenario je bio da pokušavajući da reše jedan problem izazovu neki novi.
Izgledalo je da će bušenje izvučenom bušilicom proteći dobro. 'Curiosity' je mogao ponovo da buši, koristeći kretnje ruke umesto kretanje sâme bušilice. Ali 'drill feed' ima još jednu funkciju koju je mnogo teže zameniti.
Poravnavanje mesta za izlivanje uzoraka bušenja prikupljenih u komori i mesta za sipanje uzoraka u laboratoriju CHIMRA. Na fotografiji snimljenoj sola 1637 (15. mart 2017.), vidi se da je levak komore za prikupljanje uzoraka u glavi bušilice vizuelno poravnat sa otvorom za ulazak u CHIMRA. Da bi se te dve komponente poravnale, 'drill feed' mora da bude potpuno uvučena i omogući transfer materijala iz bušilice ka CHIMRA radi prosejavanja i slanja dalje.
[1] Feed-Extending Drilling (FED).
[2] Pravilno se čita конјункција a ne коњункција, jer u latinskom nije postojalo slovo niti glas 'њ'.
[3] Ko nije ukapirao: to je kretanje čitave bušilice po klizačima; za to vreme ruka je fiksirana i pritisnuta nad mestom bušenja.
[4] Sedimentna stena koja više nije peščar a još nije postala glina.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | U nastavku: TRANSFER UZORAKA SA IZVUČENOM BUŠILICOM
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
